新3D打印工艺：MF3多喷头熔融丝制造

2022年8月2日，南极熊获悉，罗格斯大学的工程师们，创造了一种3D打印大型复杂部件的方法，新工艺成本很低。

△使用0.4毫米直径喷嘴和MF3原型打印机，制造零件

罗格斯大学工程学院的研究生研究员、该研究的主要作者Jeremy Cleeman说：“我们还有更多的测试要做，以了解我们可以制造的零件的强度和设计潜力，但是，通过新技术，我们相信很有可能改变现今行业的游戏规则。”

这种新方法被称为多喷头熔融丝制造（MF3），使用一个龙门，即3D打印机上的滑动结构，可以同时打印单个或多个零件。通过对他们的原型进行编程，以有效的模式移动，并通过使用一系列小喷嘴，而不是传统打印中常见的单个大喷嘴，来沉积熔融材料，研究人员能够提高打印分辨率和尺寸，并大大减少打印时间。

"MF3将改变热塑打印的方式，"Cleeman说，并指出他的团队已经为他们的技术申请了一项美国专利。

△该团队在《增材制造》杂志上详细介绍了他们的工作，题目为《熔融线材加工的可扩展、柔性和弹性平行化：将打破材料与打印工艺之间的权衡》(点我传送门)

目前，3D打印行业，一直在致力于解决所谓的吞吐量问题。所以，3D打印机沉积材料的速度与成品的分辨率之间，有着一个平衡。较大直径的喷嘴比较小的喷嘴速度更快，但会产生更多的脊线和轮廓，必须在后期进行平滑处理，从而增加大量的后期制作成本。

它们表示，MF3的创新的核心，其实在于新的设计软件。众所周知，为了给3D打印机编程，工程师们使用一种叫做切片机的软件工具，计算机代码将一个物体映射到将要打印的虚拟 "切片 "或层中。因此，罗格斯大学的研究人员编写了新切片机软件，并且，优化了龙门臂的运动，确定何时应开启和关闭喷嘴，以达到最高效率。

△同一龙门架上配有多个打印头

MF3的新 "工具路径策略 "使它有可能使用一台打印机 "同时打印多个几何上不同的、非连续的、不同尺寸的零件"，研究人员在他们的研究中写道。

Cleeman说，他看到了这项技术的许多好处。首先，MF3中使用的硬件非常容易获得，不需要定制，使潜在的采用更加容易。

此外，由于喷嘴可以独立开启和关闭，MF3打印机打印时具有灵活性，不容易出现”昂贵“的停机时间，Cleeman说。例如，当传统打印机的一个喷嘴出现故障时，打印过程必须停止。在MF3打印中，发生故障的喷嘴的工作可以由同一臂上的另一个喷嘴承担。

Cleeman说，随着3D打印在制造业，特别是在新产品的原型设计方面越来越受欢迎，解决速度和分辨率之间的权衡是至关重要的，MF3将有重大变革性影响。

最后，做个总结：
*MatEx的新方法：多喷头熔丝制造 (MF3)；
*在不考虑成本和设计限制的情况下，打破吞吐量与分辨率之间的权衡；
*尽管是挤出3D打印机，容易出现故障，但仍可继续打印；
*了解动态挤压控制；
*创建一个新颖的模型来研究MF3中的温度。